三級風(fēng)扇數(shù)值優(yōu)化及二維翼型失速流動和雷諾數(shù)影響研究.pdf

1、本文對某三級風(fēng)扇進(jìn)行數(shù)值優(yōu)化，以提高其氣動性能。為充分反映葉排間的相互作用，優(yōu)化過程在全三級環(huán)境中完成。原葉型的流場計(jì)算結(jié)果顯示，第二級靜葉根部通道渦的存在及其誘發(fā)的第二、三級靜葉吸力面根部分離，限制了風(fēng)扇性能的進(jìn)一步提高。本文針對流場分析結(jié)果，運(yùn)用彎掠葉片技術(shù)，通過改變?nèi)~片沿周向、軸向的積疊規(guī)律對第二、三級靜葉實(shí)施優(yōu)化，并借助NUMECA軟件的Design3D軟件包參數(shù)尋優(yōu)。 優(yōu)化結(jié)果表明，第二級靜葉采用適當(dāng)?shù)膹澣~型或第三級靜

2、葉采用適當(dāng)?shù)穆尤~型都可以使三級風(fēng)扇的整體性能得到改善，但在性能改善的程度和作用機(jī)制上存在差異。流場分析表明，多級環(huán)境中彎或掠葉片都可以通過改變沿徑向密流分布對其它葉排施加影響，都能借助低能流體遷移控制端壁流動，但掠葉片同時具有對主流的遷移作用，這就使得掠葉片對沿徑向密流分布的影響要大于彎葉片；隨轉(zhuǎn)速下降，彎葉片的流體遷移作用被增強(qiáng)，掠則相反。此外發(fā)現(xiàn)，在多級環(huán)境中分別優(yōu)化獲得的彎、掠葉片，組合應(yīng)用后并未能獲得雙重的性能收益。 在

3、973項(xiàng)目資助下，本文還進(jìn)行了二維翼型失速流動和雷諾數(shù)影響的數(shù)值研究。K-ω SST湍流模型與單方程的SA模型被結(jié)合使用，以適應(yīng)大攻角范圍翼型繞流的數(shù)值模擬。計(jì)算結(jié)果顯示：隨攻角增大，上翼面由尾緣分離渦過渡到前后緣交替脫落分離渦后，分離渦對下翼面壓力分布有較大影響。來流攻角的繼續(xù)增大會使這種影響減至很小，而前后緣分離渦的脫落時間間隔增大。雷諾數(shù)變化主要影響上翼面前后緣出現(xiàn)交替脫落分離渦時的攻角區(qū)域，且雷諾數(shù)越大，雷諾數(shù)變化引起的升阻系數(shù)